CN107210521A - 电容性负载的跳线线缆、分路电容单元、及用于到远程无线电头的增强的电力输送的相关方法 - Google Patents

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Abstract

适合用在蜂窝基站的塔式系统，包括塔、安装在塔上的天线、安装在塔上的远程无线电头以及电源。具有电力供应导体和回路导体的电力线缆连接在电源和远程无线电头之间。与远程无线电头分离的分路电容单元电耦合在电力线缆的电力供应导体和回路导体之间。

Description

电容性负载的跳线线缆、分路电容单元、及用于到远程无线电 头的增强的电力输送的相关方法
对相关申请的交叉引用
本申请依据35 U.S.C.§120作为部分继续申请要求于2014年9月16日提交的美国专利申请序列No.14/487,329的优先权，该申请又要求于2013年9月17日提交的美国临时专利申请序列No.61/878,821的优先权，每个申请的公开内容都通过引用并入本文，如同其整体上被阐述了一样。
技术领域
本发明一般而言涉及远程无线电头，并且更具体而言涉及将电力输送到位于天线塔顶部和/或远离电源的其它位置的远程无线电头。
背景技术
蜂窝基站通常包括无线电装置、基带单元和一个或多个天线以及其他。无线电装置接收来自基带单元的数字信息和控制信号，并将这种信息调制成随后通过天线发射的射频(“RF”)信号。无线电装置还从天线接收RF信号，并对这些信号进行解调并将其提供给基带单元。基带单元将从无线电装置接收的解调的信号处理成适于经回程通信系统传输的格式。基带单元还处理从回程通信系统接收的信号，并将经处理的信号供给无线电装置。提供了一种电源，其生成用于向基带单元和无线电装置供电的合适的直流(“DC”)电力信号。无线电装置常常由(标称)-48伏DC电源供电。
为了增加覆盖范围和信号质量，许多蜂窝基站中的天线位于塔的顶部，其可以是例如大约五十到二百英尺高。在早期的蜂窝系统中，电源、基带单元和无线电装置都位于塔底部的装备外壳中，以便于装备的维护、修理和/或以后升级。(一根或多根)同轴线缆从装备外壳路由到承载无线电装置和天线之间的信号传输的塔的顶部。但是，近年来，发生了转变，现在无线电装置通常位于天线塔的顶部并被称为远程无线电头(“RRH”)。使用远程无线电头可以显着改善蜂窝基站发送和接收的蜂窝数据信号的质量，因为远程无线电头的使用可以减少信号传输损耗和噪声。特别地，当同轴线缆沿着可能100-200英尺或更高的塔运行时，在经同轴线缆在蜂窝频率(例如，1.8GHz、3.0GHz等)处发送信号中发生的信号损耗可以是显著的。由于信号功率的这种损耗，与远程无线电头位于靠近天线的塔顶部的蜂窝基站相比，在无线电装置位于塔底部的系统中，射频信号的信噪比可能会降级(要指出的是，位于塔底部的基带单元与位于塔顶部的远程无线电头之间的布线连接中的信号损耗可以小得多，因为这些信号以基带频率被发送或作为光纤线缆上的光信号被发送，然后在塔顶部转换为RF频率。
图1示意性地图示了其中无线电装置被实现为远程无线电头的常规蜂窝基站10。如图1中所示，蜂窝基站10包括装备外壳20和塔30，装备外壳20通常位于塔30的基部，并且基带单元22和电源26位于装备外壳20内。基带单元22可以与回程通信系统28通信。多个远程无线电头24和多个天线32(例如，三个扇区化的天线32)位于塔30的顶部。虽然塔式安装的远程无线电头24的使用可以提高信号质量，但是还要求将DC电力输送到塔30的顶部，以便为远程无线电头24供电。
光纤线缆38将基带单元22连接到远程无线电头24，因为光纤链路可以提供更大带宽和更低损耗的传输。还提供电力线缆36，用于将DC电力信号沿塔30向上输送到远程无线电头24。电力线缆36可以包括第一绝缘电力供应导体和第二绝缘回路导体。光纤线缆38和电力线缆36可以一起在混合电力/光纤线缆40中提供(这种将电力和数据信号沿天线塔向上运送的混合线缆通常被称为“干线”线缆)。干线线缆40可以包括多根单独的电力线缆，每根电力线缆为位于天线塔30的顶部的远程无线电头24中的相应的一个供电。干线线缆40可以在其一端(位于塔30的顶部的一端)包括分接线外壳(breakout enclosure)42。来自光纤线缆38的单独光纤和电力线缆36的单独导体在分接线外壳42中被分开，并且经由在远程无线电头24和分接线外壳42之间延伸的相应的分接线电线44(其可以与干线线缆是一体的或可以不与干线线缆是一体的)连接到远程无线电头24。单独的分接线电线44通常被称为“跳线线缆”或“跳线”。同轴线缆46被用来将每个远程无线电头24连接到天线32中的相应的一个。
经电力线缆36和分接线电线44从电源26供给到远程无线电头24的电力信号的DC电压可以如下确定：
VRRH＝VPS-VDrop (1)
其中VRRH是输送到远程无线电头24的电力信号的DC电压，VPS是由电源26输出的电力信号的DC电压，VDrop是DC电压的减小，该减小发生是由于DC电力信号穿过将电源26连接到远程无线电头24的电力线缆36和分接线电线44。VDrop可以根据欧姆定律来如下确定：
VDrop＝IRRH*RCable (2)
其中RCable是沿着电源和将电源26连接到远程无线电头24的电力线缆36以及分接线电线44的回路导体的累积电阻(以欧姆为单位)，并且IRRH是流过电力线缆36和分接线电线44到远程无线电头24的平均电流(以安培为单位)。如从等式2显而易见的，随着由远程无线电头24吸取的电流IRRH增加，沿着电力线缆36的电压降VDrop也将增加。等式2的电压降VDrop在本文中也被称为I*R电压降。
在蜂窝基站中采用的电力线缆36和分接线电线44通常使用具有本领域技术人员熟悉的物理特性的铜电源和回路导体(或其合金)。这些导体的一个重要特性是它们的电阻。电力线缆36(或分接线电线44)的导体的电阻与导体的直径成反比(假设具有圆形横截面的导体)。因此，导体的直径越大(即，导体的规格(gauge)越小)，电力线缆36的电阻越低。铜电阻以单位长度(通常为毫欧姆(mΩ)/ft)来指定；照此，电力线缆36和分接线电线44的累积电阻Rcable随着线缆36和分接线电线44的长度的增加而增加。通常，分接线电线44比电力线缆36短得多，因此，电力线缆36是累积电阻的主要贡献者。因此，电力线缆36越长，电压降VDrop越高。这个效应很好理解并且通常由工程师和系统架构师考虑。
远程无线电头24通常被设计成如果被提供有具有在指定范围内的电压的DC电力信号就正常工作。常规地，位于塔30的基部的电源26将被设置为输出具有固定电压VPS的DC电力信号。由于VDrop是供给到远程无线电头24的电流IRRH的函数(参见上面的等式2)，因此输送到远程无线电头24的电力信号的电压VRRH将随着由于电压降VDrop的变化而由远程无线电头24吸取的电流IRRH的变化而变化。如果VDrop变得太大，那么供给到远程无线电头24的电力信号的电压可能低于为远程无线电头24正确供电所需的最小电压。
发明内容
本发明的一些实施例针对用于蜂窝基站的跳线线缆。这些跳线线缆包括具有被封在线缆护套内且彼此电绝缘的电力供应导体和回路导体的线缆段，以及终端于线缆段的相对的第一端和第二端上的第一和第二连接器。这些跳线线缆还包括连接在电力供应导体和回路导体之间的分路电容单元(shunt capacitance unit)，该分路电容单元包括耦合在电力供应导体和回路导体之间的至少一个电容器。
在一些实施例中，其中至少一个电容器可以是非极性电解电容器或至少两个极性电解电容器。至少一个电容器可以具有至少400微法的电容。分路电容单元可以被配置为由于由跳线线缆承载的直流电源信号中的尖峰而减小远程无线电头处的电压降。
在一些实施例中，分路电容单元可以包括具有线缆段延伸穿过的第一孔和第二孔的壳体，并且至少一个电容器可以安装在壳体内。在这样的实施例中，壳体可以填充有被配置为向至少一个电容器和电力供应导体和回路导体提供环境保护的环氧树脂。在其它实施例中，分路电容单元可以包括在第一连接器和第二连接器中的至少一个当中。在还有其它实施例中，分路电容单元可以封在线缆护套内。
在一些实施例中，跳线线缆还可以包括与电力供应导体和回路导体之间的至少一个电容器串联耦合的熔丝电路。跳线线缆还可以包括护套内的至少一根光纤。跳线线缆可以在蜂窝基站使用，以将端接沿天线塔上行的干线线缆的分接线外壳连接到远程无线电头。
根据本发明的进一步实施例，提供了操作蜂窝基站的方法，其中从电源输出直流(“DC”)电力信号，并且这个DC电力信号经串联连接的干线线缆和跳线线缆被供给到距电源远程地安装的远程无线电头，所述跳线线缆包括电力供应导体、回路导体以及耦合在电力供应导体和回路导体之间的分路电容单元。调节从电源输出的DC电力信号的电压电平，使得尽管从电源输出的DC电力信号的电流电平发生变化，输送到远程无线电头的DC电力信号也具有基本恒定的电压。
在一些实施例中，电源可以是可编程的电源，并且可以将信息输入到电源，从中可以确定从电源输出的DC电力信号的电压电平，该电压电平将在电力线缆的第一端处提供具有基本恒定的电压的DC电力信号。该方法还可以包括测量从电源输出的DC电力信号的电流电平，其中由电源输出的DC电力信号的电压电平响应于测得的从电源输出的DC电力信号的电流水平的变化而被自动调节，以变在电力线缆的第一端提供具有基本恒定电压的DC电力信号。该方法还可以包括通过经电力线缆连接并通过分路电容单元发送交流信号来确定电源和分路电容单元之间的电力线缆连接的电阻或阻抗。基本上恒定的电压可以是超过远程无线电头的标称电力信号电压并且小于远程无线电头的最大电力信号电压的电压。
根据本发明的还有进一步的实施例，提供了用于蜂窝基站的分路电容单元，其包括壳体、耦合到壳体的第一连接器(第一连接器包括第一电力供应导体和第一回路导体)以及耦合到壳体的第二连接器(第二连接器包括电连接到第一电力供应导体的第二电力供应导体和电连接到第一回路导体的第二回路导体)。这些分路电容单元还包括电耦合在第一电力供应导体和第一回路导体之间的至少一个电容器。
在一些实施例中，分路电容单元还可以包括与第一电力供应导体和第一回路导体之间的至少一个电容器串联耦合的熔丝电路。所述至少一个电容器可以是非极性电解电容器或至少两个极性电解电容器。所述至少一个电容器可以具有至少400微法的电容。
附图说明
图1是常规蜂窝基站的简化示意图，其中若干远程无线电头位于天线塔的顶部。
图2A和2B分别图示了在稳态条件下在远程无线电头处根据时间变化的DC电力信号的DC电压和电流。
图3A是图示在电流尖峰事件期间在远程无线电头处根据时间变化的DC电力信号的电流的图。图3B是图示由于响应于图3A的电流尖峰而导致的I*R电压降在远程无线电头处电力信号的DC电压如何随时间而变化的图。图3C是图示当考虑I*R和dI/dt电压降时响应于图3A的电流尖峰而在远程无线电头处根据时间而变化的DC电力信号的DC电压的图。
图4是图示当使用分路电容来抑制dI/dt下降的影响时、当考虑I*R和dI/dt电压降时、响应于图3A的电流尖峰而在远程无线电头处根据时间变化的DC电力信号的DC电压的图。
图5A至5C是图示可以沿着将DC电力信号沿天线塔向上输送到远程无线电头的电力线缆放置分路电容单元的示例位置的电路图。
图6A和6B是图示分路电容单元可以位于天线塔的顶部的示例性位置的蜂窝基站的示意图。
图7是图示根据本发明的进一步实施例的蜂窝基站的示意图，其使用内置到电力线缆中的分路电容单元的电力线缆。
图8是可以用来实现图7的干线线缆的混合电力/光纤线缆的端部的透视图。
图9是根据本发明的进一步实施例的蜂窝基站的示意性框图。
图10是图示跳线线缆如何可以被用来将诸如干线线缆的分接线盒或独立外壳之类的接合外壳连接到远程无线电头的示意图。
图11A和11B分别是根据本发明的某些实施例的分路电容单元的部分分解透视图和透视图，其中分路电容单元可以包括在图10的跳线线缆中。
图11C是图示图11A-B的跳线线缆的分路电容单元如何电连接在跳线线缆的电力供应导体和回路导体之间的电路图。
图12A和12B是根据本发明的进一步实施例的电容性负载的跳线线缆的侧视图。
图13是根据本发明的某些实施例的包括分路电容单元的内联连接器的示意图。
图14是根据本发明的实施例的蜂窝基站的部分的框图，其包括被用来降低电压降并且测量电力线缆连接的电阻以便设置给远程无线电头供电的可变电源的输出的电容性负载的跳线线缆。
具体实施方式
如上所述，当在蜂窝基站中使用远程无线电头时，电压降沿着将天线塔基部的电源连接到天线塔顶部的远程无线电头的电力线缆发生。这个电压降可能导致若干问题，如下面所解释的。
首先，随着由远程无线电头之一吸取的电流增加，在将电源连接到远程无线电头的(一根或多根)单独电力线缆上的电压降VDrop同样增加。因此，如果电压降变得太大，那么供给到远程无线电头的电力信号的电压可能降至低于为远程无线电头正确供电所需的最小电压。因此，对于具有固定尺寸的铜导线的电力线缆，电压降VDrop会有效地限制可以使用的电力线缆的长度。虽然对电力线缆长度的这种限制可以通过在电力线缆中使用较大的导体来克服，但是使用较大的导体会导致材料和安装成本的增加，塔上增加的负载以及各种其它缺点。
其次，由于将电力信号输送到远程无线电头时电力损失，因此沿着电力线缆的电压降也增加了运行远程无线电头的成本，并且电力损失量是流过线缆的电流的函数。特别地，经电力线缆将电力信号输送到远程无线电头时损失的电力(PLoss)可以计算如下：
PLoss＝VDrop*IRRH (3)
其中VDrop＝沿电力线缆的平均电压降，以伏特为单位。由于用于蜂窝基站的天线塔可以是数百英尺高，并且为每个远程无线电头供电所需的电压和电流可以相当高(例如，在大约20安培电流下为大约50伏特)，可能沿着数百英尺的布线发生的电力损耗可能是显著的。
第三，可能导致电压降的电力线缆的另一个物理特性是线缆的导体的每单位长度的电感。特别地，电力线缆的导体的累积电感可以产生电压降，其表示为：
VdI/dt Drop＝L*(dI/dt) (4)
其中L是导体的累积电感，而dI/dt是流过导体的电流相对于时间的变化率。在本文中，VdI/dt Drop被称为“dI/dt电压降”。因而，不仅电压降受电流变化的影响(参见公式2)，还会受到电流多快变化的影响(参见公式4)。由远程无线电头吸取的电流可能会快速改变(“电流尖峰”)使得DI/dt电压降可以影响性能的情况的示例是(1)当多个手机同时连接并要求高速数据时以及(2)当远程无线电头关闭或打开或者从空闲变到操作时。虽然这个电压降通常只持续大约1-20毫秒的数量级的时段，但是这个时段足够长，使得快速电流尖峰可以导致大的VdI/dt Drop值(例如，多达5伏特)，其有可能影响远程无线电头的性能。
根据本发明的实施例，提供了可以减少上述电压降的影响的各种方法。这些技术可以单独地或一起使用，以改善使用安装在天线塔顶部的远程无线电头的蜂窝基站的性能。还将认识到的是，存在蜂窝基站，其中远程无线电头和天线安装在除塔之外的远离基带装备和电源的位置，例如安装在屋顶上、电线杆顶部，地铁隧道中等的远程无线电头和天线。将认识到的是，本文描述的技术同样适用于远程无线电头的这些“非塔”远程位置。因此，虽然下面参考塔安装的远程无线电头来描述本发明的实施例，但是将认识到的是，下面描述的所有实施例都可以在将远程无线电头放在其它位置(诸如在屋顶上、电线杆顶部和隧道中或者其它远离电源和基带设备的位置)的蜂窝基站中实现。
例如，在一些实施例中，可以在用于向远程无线电头提供DC电力信号的电力线缆的两个导体之间提供诸如电容器的分路电容单元。该分路电容单元可以减小否则将响应于电流尖峰而发生的dI/dt电压降。在一些实施例中，这些分路电容单元可以集成到电力线缆或干线线缆中，该电力线缆或干线线缆包括用于向天线塔上的多个远程无线电头提供电力的多个单独的电力线缆。在其它实施例中，分路电容单元可以并入到将远程无线电头连接到电力线缆的接合外壳或分接线外壳的跳线线缆中。在进一步的其它实施例中，分路电容单元可以并入到可以连接到例如跳线线缆的内联连接器中。在一些实施例中，分路电容单元可以基于例如电力线缆的长度以及包括在电力线缆中的电力供应导体和回路导体的每单位长度的电阻来调整大小。
在一些实施例中，分路电容单元可以与可编程电源一起使用，可编程电源被配置为(1)感测由远程无线电头吸取的电流(或另一个合适的参数)，和(2)调节由电源输出的电力信号的电压，以基本上将供给到远程无线电头的电力信号的电压维持在期望值或期望值附近。这个期望的电压值可以是例如接近可被输入到远程无线电头的电力信号的最大电压的值。在一些实施例中，可编程电源可以基于电力线缆的电阻和从电源输出的电力信号的电流来设置由电源输出的DC电力信号的电压，使得在塔的顶部的电力信号的电压将基本上维持在期望的电平。例如，电力线缆的电阻可以输入到电源、基于输入到电源的信息来计算或者被测量。随着由远程无线电头吸取的电流变化，可编程电源可以将其输出电力信号的电压调节到将向远程无线电头输送电力信号的电压电平，该电压电平处于或接近可以输入到远程无线电头的电力信号的最大电压。如下面扩展等式(3)的等式(5)所示，电力损耗随着由远程无线电头提取的电流的平方而变化。通过增加输送到远程无线电头的信号的电压，电力信号的电流IRRH对应地减小，由此降低电力损耗。由于典型的远程无线电头可能需要大约一千瓦的功率并且可以每天24小时、每周7天运行，并且由于可以在每个蜂窝基站提供大量的远程无线电头(例如，三到十二个)，电力节省会是显著的。
PLoss＝VDrop*IRRH＝(IRRH*RCable)*IRRH＝IRRH 2*RCable (5)
虽然上面讨论的可编程电源将响应于由远程无线电头吸取的电流而更改其输出的电力信号的电压，但是输出电力信号的电压变化可能滞后于电流中的变化。因此，即使在使用可编程的电源的情况下，也仍然会引起dI/dt损失，这可能使远程无线电头的性能劣化。因此，在一些实施例中，可编程的电源和分路电容单元可以被用来对抗I*R和dI/dt电压降两者的负面影响。
在电流尖峰期间使用电容器帮助维持信号的电压电平是本领域中已知的。而且，市售的远程无线电头可以包括跨用于电源引线的输入端子的内部体电容，其被用来减少DC电力信号线上的纹波和噪声。但是，不相信对dI/dt电压降对远程无线电头的性能的影响的认识被很好地理解，也不相信能够理解可以通过提供例如在用于远程无线电头的电力线缆的引线之间提供可变量的分路电容的能力而产生的益处，其中分路电容单元可以基于电力线缆的长度、电力线缆的导体的累积电阻和/或各种其它因素来调整大小，使得分路电容单元可以被设计为克服dI/dt电压降的问题。根据一些实施例，分路电容单元可以直接集成到电力线缆中、跳线线缆中，或连接到跳线线缆的内联连接器中。
现在将参考图2-14更详细地讨论本发明的实施例。其中示出了本发明的示例实施例。
如上面所指出的，根据本发明的实施例，可以提供具有相对大的分路电容单元的电力线缆、跳线线缆和内联连接器，其可以被用来在电流尖峰期间将输送到远程无线电头的电力信号的电压维持在期望的最小水平处或高于该期望的最小水平。在图2-4中图示了包括大分路电容对输送到远程无线电头的电力信号的电压的影响。
图2A和2B示出了在稳态条件下在远程无线电头处接收的电力信号。特别地，图2A是绘制当远程无线电头在稳态条件下操作时根据时间变化的输送到远程无线电头的电力信号的DC电压(VRRH)的图，并且图2B是绘制在这种稳态条件下根据时间变化的由远程无线电头吸取的电力信号的电流(IRRH)的图。如图2A-2B中所示，在这种稳态条件下，电压VRRH和电流IRRH可保持恒定。
图3A-3C图示了远程无线电头处的电力信号的电压和电流如何响应于电流尖峰而改变。特别地，图3A图示了当远程无线电头的电流需求增加时可以在电力信号中发生的电流尖峰。如图3A中所示，电流尖峰可以近似为阶梯函数。例如，如果多个载波同时要求(keyup)传输，那么这种电流尖峰会产生。假设电源正在输出具有恒定电压的电力信号VPS，图3B图示了增加的电流吸取对远程无线电头处的电力信号的电压VRRH的影响。具体而言，如图3B中所示，基于欧姆定律，增加的电流吸取将导致远程无线电头处的电力信号的电压VRRH的降低。图3C的图图示了dI/dt下降如何进一步影响供给到远程无线电头的电力信号的电压VRRH。如图3C中所示，dI/dt电压降可能导致电压VRRH的暂时深度降低，其逐渐恢复到应用的新稳态电压。图3C中的断线指示电力信号可能不足以正确地为远程无线电头供电的电压电平。如图3C中所示，在一些情况下，dI/dt电压降可能足以导致远程无线电头由于电力信号的电压电平不足而暂时发生故障。
图4是图示分路电容单元如何可以被用来抑制图3C中所示的dI/dt电压降的影响的图。如图4中所示，分路电容单元可以抑制电流尖峰对电压VRRH的影响。图3C的电压尖峰大部分被分路电容单元耗散，使得电压电平VRRH不下降到指示远程无线电头的操作问题的断线以下。分路电容单元有效地充当辅助电源，其通过在电流尖峰事件期间使所存储的电荷放电来帮助维持电压。一旦达到稳态条件，分路电容单元就可以再充电，可用于抑制下一个电流尖峰的影响。通过包括分路电容单元，可以减少或防止不期望的电压尖峰可能引起的不期望的事件(例如，远程无线电头关闭)。
图5A-5C是图示其中可以沿着将电力信号沿天线塔30向上输送到远程无线电头24的电力线缆36放置分路电容单元48的示例性位置的电路图。在图5A-5C中的每一个当中，电源26经由电力线缆36连接到安装在天线塔30上的远程无线电头24。如图5A-5C中的每一个所示，用于每个远程无线电头24的电力线缆36可以包括电力供应导体36-1和回路导体36-2。导体36-1、36-2可以各自被建模为串联部署的多个电感器。在图5A的实施例中，分路电容单元48插入在电源26附近(即，在塔30的基部)的电力供应导体36-1和回路导体36-2之间。作为替代，图5B示出了可以将分路电容单元48作为沿着电力供应导体36-1和回路导体36-2的不同点插入的一系列分路电容器48插入。图5C示出了分路电容单元48可以在塔30的顶部或顶部附近的远程无线电头24附近在电力供应导体36-1和回路导体36-2之间插入。虽然图5A-5C示出了将电源26连接到远程无线电头24以提供简化示例的单根电力线缆36，但是将认识到的是，更通常地，天线塔30的顶部处的电力线缆36的端部端接到接合外壳或包括集成的分接线外壳，并且跳线线缆连接在这个外壳和每个远程无线电头24之间，跳线线缆在外壳和每个远程无线电头24之间承载电力和数据信号。
在一些实施例(诸如图5C中所示的实施例)中，分路电容单元48被放得非常靠近远程无线电头24。图6A和6B识别远程无线电头24附近的可以被认为是可访问的并且可用作分路电容单元48的位置的两个位置。如图6A中所示，塔30可以包括邻近塔30的顶部附近的远程无线电头24定位的接合外壳50(其有时被称为“分接线盒”)。接合外壳50通常包括汇流条、纤维分接线单元等，并且具有外部可访问的连接器。远程无线电头24经由分接线电线44连接到分接线盒50。电源26经由电力线缆36(其可以是混合电力/光纤干线线缆40)连接到分接线盒50。如图6A中所示，用于分路电容单元48的一个示例性位置在分接线盒50的内部或在分接线盒50处，分接线盒50在塔100向上相对长的距离处。在图6B中，除了分路电容单元48连接在远程无线电头24的输入端处，示出了具有与图6A的蜂窝基站相同部件的蜂窝基站。在图6B的实施例中，分路电容单元48可以例如被包括在内联连接器模块中。图13图示了根据本发明的实施例的这种内联连接器模块。图6A和6B中图示的分路电容单元48的示例性位置是技术人员相对可访问的。
图7是图示根据本发明的进一步实施例的蜂窝基站100的示意性框图，其包括将DC电力信号从电源26供给到多个远程无线电头24的电力线缆136中的分路电容单元。在图7的示例中，总共三个远程无线电头24安装在天线塔30上。电力线缆136包括三对绝缘铜导体136A-136C(即，三根单独的电力线缆136A-136C被包括在复合电力线缆136中)，其用来将DC电力信号从电源26输送到相应的远程无线电头24。每对绝缘铜导体136A-136C包括电力供应导体136-1和回路导体136-2。电源26包括三个输出端27A-27C。各个电力线缆136A-136C中每一个的一端连接到电源26上的输出端27A-27C中的相应一个，而各个电力线缆136A-136C中每一个的另一端连接到远程无线电头24中的相应一个。电源26上的三个输出端27A-27C彼此独立，并且可以各自输送满足远程无线电头24中的相应一个的电力需求的电力信号。因此，通过输出端27，电源26可以提供具有适于满足每个远程无线电头24的瞬时电力需求的电压和电流特性的三个独立的电力信号。
图8是图示可被用来例如实现图7的电力线缆136(以及光纤线缆38)的干线线缆组件200的示意图。图8的干线线缆组件200包括混合电力/光纤线缆210、第一分接线筒230和第二分接线筒250。混合电力/光纤线缆210具有可以被绞合在一起以形成复合电力线缆218的九根单独的电力线缆212(参见图8中的标注，其描绘了三根单独的电力线缆212)，以及包括三十六根光纤222的光纤线缆220。光纤线缆220可以包括带护套或不带护套的任何适当常规设计的光纤线缆。复合电力线缆218和光纤线缆220可以被封在护套224中。虽然图8中示出了一根示例混合电力/光纤线缆210，但是将认识到的是，可以使用任何常规的混合电力/光纤线缆，并且线缆可以具有更多或更少的电力线缆和/或光纤。示例性的混合电力/光纤线缆是可从CommScope，Inc.(Hickory，North Carolina)获得的HTC-24SM-1206-618-APV线缆。
第一分接线筒230包括主体232和盖236。主体232在接收混合电力/光纤线缆210的一端包括中空杆234，并且在相对的一端包括圆柱形容器(receptacle)。盖236安装在圆筒形容器上，以形成具有敞开的内部的分接线筒230。混合电力/光纤线缆210通过杆234进入主体232。复合电力线缆218被分解成第一分接线筒230内的九根独立的电力线缆212。每根独立的电力线缆212包括电力供应导体214和回路导体216。九根单独的电力线缆212通过盖236中的相应插座238布线，在那里它们被相应的保护导管240(诸如可以足够硬以抵抗来自鸟的损坏的尼龙导管)接收。因此，每根单独的电力线缆212在相应的保护导管240内从第一分接线筒230延伸。光纤222作为单个组被维持并且被布线通过盖236上的特定插座238，在那里它们作为组被插入导管242中。因此，第一分接线筒230用来将复合电力线缆218的九根电力线缆212单分成单独的电力线缆212，其可以运行到相应的远程无线电头24，同时通过所有光纤222到达单独的分接线筒250。
如图8的插图中所示，陶瓷电容器248形式的多个分路电容单元在第一分接线筒230内提供。每个电容器248连接在独立电力线缆212中的相应一个的电力供应导体214和回路导体216之间。分接线筒230可以包括多个插座，每个插座接收电容器248中的一个。每个独立的电力线缆可以物理地和电气地连接到这些插座。对于诸如DC电源信号的低频信号，分路电容器248作为开路出现，因此每根单独的电力线缆212上承载的DC电力信号将通过相应的分路电容器248到达远程无线电头24。但是，如上面所讨论的，在单个电力线缆212承载的电流响应于远程无线电头24处的增加的电流需求而出现尖峰的时段期间，分路电容器248可以类似于辅助电源，以减小DC电力信号上的dI/dt电压降的大小。
如上面所指出的，光纤222作为连接到第二分接线筒250的导管242中的单个单元穿过第一分接线筒230。在第二分接线筒250中，三十六根光纤222被分离成9个光纤子组252。光纤子组252各自被保护在相应的导管254内。第二分接线筒250可以类似于第一分接线筒230，因此将不再详细讨论。但是，第二分接线筒250不包括分路电容器248。
如本领域技术人员已知的，市售的远程无线电头可以具有跨引线的电容，其中引线接收为远程无线电头供电的电力线缆。但是，这个电容通常小，并且可能不足以抑制dI/dt电压降。通过提供具有集成到每根单独的电力线缆212中的分路电容器248的电力线缆(诸如图8的混合电力/光纤线缆组件200)，有可能确保在每种情况下提供足够的分路电容。例如，如上面所讨论的，由于基于I*R的电压降随着电力线缆的长度而线性增加，因此电力线缆越长，电压降变成越显著的问题。因此，越长的电力线缆越有可能经历上面图3C中所示的情况，在其中，I*R电压降和dI/dt电压降的组合可能导致电力信号的电压暂时低于某个最低要求的电压电平，由此中断远程无线电头的操作。通过实现可以以已知长度出售的电力线缆内的分路电容，分路电容的大小可以适当地被预调整，以提供足够量的电容，而不提供可能增加电力线缆的成本、尺寸和/或重量的额外电容。
此外，通过实现电力线缆内(并且更具体而言，在电力线缆的分接线外壳内)的分路电容，有可能具有在安装时适当调整尺寸的分路电容。例如，在一些实施例中，分路电容可以是跨每根电力线缆的导体连接的插入式或旋入式电容器，使得适当尺寸的电容器可以基于蜂窝基站的特定需求安装在分接线筒中。此外，由于分接线筒可以被打开，因此，如果必要，那么在安装之后，如果需要就可以更换有缺陷或损坏的电容器。
本领域技术人员将认识到的是，本发明的实施例中所使用的分路电容可以以任何数量的形式提供。例如，分路电容单元可以是单独部件的形式(诸如一个或多个电容器)，或者是其它物理结构的形式(诸如可以像电容器一样起作用的由气隙隔开的并联导体)。所提供的分路电容的量可以依赖于多个因素而变化，这些因素包括例如导体的长度和导体的直径。一般而言，在一些实施例中，分路电容的量可以在数百、数千、数万或数十万微法的数量级。
以本文所述的方式使用分路电容可能产生的益处可以包括以下。从系统的角度来看，用于远程无线电头的电力线缆的导体不需要尺寸过大或过度设计，以补偿大的dI/dt电压降；因此，使用较少导体材料的较长导体运行(run)是可能的。较少导体材料的使用还允许更轻的电力线缆组件，这也会是有利的，因为在塔顶部的增加的电流需求是快速发展的问题。而且，现有的塔式体系架构可以采用这种做法进行改造，如果dI/dt电压降作为问题出现，那么这种做法对所安装的硬件影响最小。特别地，本发明的实施例可以允许基于例如导体长度的可变量的所需电容，同时还允许改造现有塔、电力线缆或远程无线电头体系架构的能力。
根据本发明的进一步实施例，包括分路电容的电力线缆可以用在使用可编程电源的蜂窝基站中，所述可编程电源用来通过将远程无线电头处的电力信号的电压维持在用于为每个远程无线电头指定的电力信号的最大电压处或其附近来降低I*R电压降。现在将参考图9来描述这种实施例的示例。
特别地，图9是根据本发明的实施例的蜂窝基站300的示意性框图。如图3中所示，蜂窝基站300包括装备外壳20和塔30。基带单元22、第一电源326和第二电源328位于装备外壳20内。多个远程无线电头24和多个天线32安装在塔30上。
每个远程无线电头24经光纤线缆38从基带单元22接收数字信息(数据)和控制信号。通常，光纤线缆38将包括多根光纤，其中为每个远程无线电头24提供两根(或更多根光纤)。每个远程无线电头24将通过其相应的“上行链路”光纤接收的数据信号调制成在适当的蜂窝频率处的射频(“RF”)信号，然后通过天线32传输。每个远程无线电头24还从天线32接收RF信号、对这些信号进行解调，并经包括在光纤线缆38中的相应“下行链路”光纤将解调的信号提供给基带单元22。基带单元22处理从远程无线电头24接收的解调的信号，并将经处理的信号转发到回程通信系统28。基带单元22还处理从回程通信系统28接收的信号并将这些信号供给远程无线电头24。通常，基带单元22和远程无线电头24各自包括将数字信息和控制信号耦合到光纤线缆38和从光纤线缆38耦合的光-电和电-光转换器。
第一电源326生成直流(“DC”)电力信号。第二电源328是DC-DC转换器，其接受由第一电源326输出的DC电力信号作为输入，并输出具有不同电压的DC电力信号。电力线缆336连接到第二电源328的输出端并沿着塔30上行。电力线缆336可以是复合电力线缆，其包括多根单独的电力线缆，即，用于每个远程无线电头24的单独的电力线缆。在一些实施例中，光纤线缆38和电力线缆336可以一起实现为混合电力/光纤线缆340，其可以例如使用图8的混合电力/光纤线缆组件200来实现。虽然第一电源326和第二电源328在图9的实施例中被示为分离的电源单元，但是将认识到的是，在其它实施例中，两个电源326、328可以组合成单个电源单元。
电源328是可编程电源，其从电源326接收输入的DC电力信号，并向电力线缆336内的每根单独的电力线缆输出DC电力信号。由电源328输出的DC电力信号的电压可以响应于由连接到每根单独的电力线缆的远程无线电头24从电源328吸取的DC电力信号的电流的变化而变化。可以设置由电源328输出的DC电力信号的电压，使得电力线缆336中每根单独的电力线缆的远端(即，与远程无线电头24相邻的端部)处的DC电力信号的电压被维持在用于远程无线电头24的电力信号的最大规定电压处或其附近。这可以减少与向远程无线电头24提供DC电力信号相关联的电力损耗，因为，对于给定的电力电平，用于DC电力信号的越高电压与越低的电流对应，并且越低的电流值导致降低的电力损耗。在一些实施例中，可编程电源328可被设计为将DC电力信号的电压维持在用于可供给远程无线电头24的电力信号的最大操作电压处或其附近。
在一些实施例中，通过基于(1)从电源吸取的DC电力信号的电流(要指出的是，根据等式1和2，VRRH是IRRH的函数)和(2)电力线缆的电阻RCable来设置由电源328输出的电力信号的电压电平，可以将电力线缆336中的单独电力线缆的远端处的DC电力信号的电压(即，VRRH)维持在预定值或其附近。根据本发明的实施例的可编程电源可以被配置为测量、估计、计算或接收这两个值。于2014年7月2日提交的美国专利申请序列No.14/321,897(“'897申请”)描述了可以被用来实现可编程电源328的各种可编程电源。'897申请通过引用整体并入本文，并且因此将省略关于这些可编程电源的实现的整体的进一步描述。要指出的是，电力线缆的电阻或阻抗可以被用来设置由电源328输出的电力信号的电压电平，并且本文对电力线缆的“电阻”的引用意在覆盖电阻和/或阻抗。在其它实施例中，可以使用反馈回路来控制由DC电源输出的DC电力信号的电压，使得连接电源328和远程无线电头24的电力线缆的远端处的DC电力信号的电压维持在期望的电平。这种反馈回路的使用也在'897申请中讨论。
这种可编程电源的使用可以既减小电力损耗又减小I*R电压降，因为向每个远程无线电头供给具有维持在最大可接受值附近的电压的电力信号降低了电力信号的平均电流，由此降低了I*R电压降。此外，根据本发明的实施例的蜂窝基站也可以以上面参考图2-8所述的方式在每个单独的电力线缆上采用分路电容，以降低dI/dt电压降的影响。
根据本发明的进一步实施例，分路电容单元可以并入到连接到干线线缆的分接线外壳的跳线线缆，或连接到远程无线电头的单独的连接器外壳，或者可以被包括在例如直接连接到这种跳线线缆的内联连接器单元中。在某些情况下，这种做法可以具有优于在干线线缆中包括分路电容单元的优点。
如上面所讨论的，干线线缆常常被用来将来自电源的电力和来自位于邻近蜂窝基站的天线塔的底部的基带单元的数据信号发送到安装在天线塔的顶部附近的接合外壳(或其它分接线外壳或筒)。通常，干线线缆包括多对电力导体和多对光纤，其中每对电力导体被提供成将电力信号输送到安装在天线塔顶部的远程无线电头中的相应一个，并且每对光纤被提供成将上行链路和下行链路流量携带到相应的一个远程无线电头。这些电力导体和光纤对被端接到在接线外壳中提供的连接器中。单独的跳线线缆可以连接在接合外壳的相应连接器和相应的远程无线电头之间，以便完成每个远程无线电头和电源与天线塔基部的基带设备之间的连接。在一些情况下，提供分开的电力跳线线缆和光纤跳线线缆，而在其它情况下，包括光纤和电力导体(分别被连接化)两者的复合跳线线缆可以被用来将每个远程无线电头连接到接合外壳。
跳线线缆的长度远远小于干线线缆，因为接合外壳通常位于离远程无线电头仅几英尺处，而干线线缆沿天线塔上行数十或数百英尺。此外，跳线线缆包括少得多的部件。例如，电力跳线线缆可以包括6英尺的线缆，在其任一端具有两个绝缘导体和连接器。相比之下，对于具有九个远程无线电头的天线塔(这是日益普遍的配置)，干线线缆可以是250英尺长，包括十八个绝缘导体，并且还包括十八根光纤，连同用于每个电力导体和光纤的连接器。照此，干线线缆通常比跳线线缆昂贵得多。
如果在干线线缆中实现分路电容，那么改造设施可能需要更换现有的干线线缆，这在干线线缆的成本和在工时、装备租赁等方面与干线线缆的更换相关联的成本方面都可能非常昂贵。如上面所指出的，根据本发明的实施例的分路电容单元也可能遭受故障，尤其是当蜂窝天线上的电力布线可能遭受雷击和/或其它电压浪涌时。当发生这种故障时，同样可能有必要更换其中包含分路电容单元的线缆布线或外壳。当分路电容单元包含在干线线缆或其分接线外壳中时，这可能是非常昂贵的。虽然，从资本成本的角度来看，更换接合外壳中包含的分路电容单元可能不是那么贵，但由于各种各样的原因(诸如安全性、环境密封问题等)，打开位于蜂窝塔顶部的接合外壳一般是不鼓励的。因此，当将分路电容单元放在干线线缆中时，干线线缆分接线外壳和/或接合外壳可能具有各种优点，诸如将分路电容单元定位在离相关联的远程无线电头较短距离，并基于干线线缆的长度来调整电容的大小，这种做法也可能有各种缺点。
提供具有相关联的分路电容单元的跳线线缆可以提供更高效和成本有效的方式来改造现有的蜂窝基站，以包括分路电容单元。如上面所指出的，跳线线缆比干线线缆便宜得多，因此，即使可能需要更换多根跳线线缆(因为分开的跳线线缆将每个远程无线电头连接到干线线缆的接合外壳或分接线外壳)，也可以以较低的成本进行更换。而且，跳线线缆可以被技术人员容易地更换，因为它们被设计为连接和断开连接，并且跳线线缆更换不会引起如打开接合外壳那样的环境密封问题。由于在天线塔的顶部执行的任何劳动都是昂贵的，因此可以通过使用具有相关联的分路电容单元的跳线线缆执行改造的容易性可以代表显著的优点。具有相关联的分路电容单元的跳线线缆为改造应用提供的优点同样适用于分路电容单元的电容器烧坏并必须更换的情况。
此外，将分路电容单元定位在跳线线缆中也可以将分路电容单元放到更靠近远程无线电头的位置。如上面所讨论的，这可以提供改进的性能。而且，维持具有分路电容单元的跳线线缆的库存可以比维护具有这种分路电容单元的干线线缆的库存更高效。
现在将参考图10-12和14讨论根据本发明的实施例的具有相关联的分路电容单元的跳线线缆。
图10是图示可以如何使用根据本发明的实施例的具有相关联的分路电容单元的跳线线缆将接合外壳(诸如干线线缆的分接线盒或独立外壳)连接到远程无线电头的示意图。如图10中所示，干线线缆410被端接到例如在天线塔(未示出)的顶部的接合外壳420。跳线线缆430-1将接合外壳420连接到远程无线电头440。跳线线缆430-1包括线缆段431。线缆段431可以包括彼此电绝缘的电力供应导体432和回路导体433(参见图11A)。在一些实施例中，电力供应导体432和回路导体433可以各自包括8号规格到14号规格的铜或铜合金线。线可以是实线或者可能是绞合的。在一些实施例中，绞合线可能是优选的，因为它们可以增加跳线线缆430-1的灵活性。在一些实施例中，两条绞合的10号规格线可以绞合在一起，以形成电源和/或回路导体432、433。使用绞合在一起的两根较小的线以形成电源和/或回路导体432、433可以进一步增强跳线线缆430-1的灵活性。
保护护套434可以封住电源和回路导体432、433。第一和第二连接器435、436被端接到线缆段431的任一端上。第一连接器435被配置为连接到接合外壳420上配对的连接器422，并且第二连接器436被配置为连接到远程无线电头440的配对的连接器442。通常，接合外壳420上的连接器422和远程无线电头440上的连接器442是完全相同的，使得连接器435和436中的任一个可以连接到连接器422、442中的任一个。跳线线缆430-1可以包括仅包括电源和回路导体432、433的电力线缆，或者可以代替地是包括电源和回路导体432、433连同两根或更多根光纤的混合光纤电力线缆。跳线线缆430-1可以包括可以在各种位置实现的相关联的分路电容单元438。下面将参考图11A-12B更详细地描述分路电容单元438的配置和操作。
在一些实施例中，分路电容单元438可以作为沿着线缆段431插入的密封单元500在跳线线缆430-1上实现。图11A和11B分别是可被用来实现分路电容单元438的密封单元500的示例实施例的断线透视图和部分分解透视图。如图11A-11B中所示，密封单元500可以具有包括壳体件520、530的壳体510。每个壳体件520、530包括允许线缆段431穿过壳体510的相应的线缆孔522、532。壳体件520、530可以由例如热塑性材料或阳极氧化铝形成。在图11A-11B的实施例中，使用在电力供应导体432和回路导体433之间串联连接的一对电解电容器540-1、540-2来实现分路电容。电容器540可以具有圆柱形形状并且可以被物理定位，使得每个电容器540的纵向轴线沿着线缆段431的纵向轴线延伸。在示例实施例中，(一个或多个)电容器540可以具有介于400和2500微法之间的总电容。壳体510可以包括一对开口524、534。这些开口中的第一个524可以被用来将环境密封元件(诸如环氧树脂)注入壳体510的内部，并且这些开口中的第二个534可以允许空气在环氧树脂填充操作期间逸出。环氧树脂(未示出)可以作为胶体被注入并且可以填充壳体510的内部。环氧树脂可以在暴露于空气中时干燥成填充壳体510的硬化的、不渗透空气和水的固体。在一些实施例中，盖子(未示出)可以放在开口524、534的上方，而在其它实施例中，开口524、534可以保持不被覆盖。
电容器540可以包括例如非极性电解电容器。非极性电容器540的使用可以允许跳线线缆430-1被安装在接合外壳420和远程无线电头440之间的任一方向上。换句话说，如果跳线线缆430-1是使用非极性电容器540实现的，那么跳线线缆430-1的连接器435可以与接合外壳420上配对的连接器422或远程无线电头440的配对的连接器442配对，并且跳线线缆430-1将正常操作。相反，如果代替地使用极性电容器，那么连接器435将总是需要连接到接合外壳420上配对的连接器422，以防止损坏电容器。如技术人员可能认识不到的，如果跳线线缆430-1安装方向错误，那么电容器可能被损坏或破坏，而使用非极性电容器540可以阻止安装错误和对跳线线缆的损坏。在一些实施例中，可以使用至少两个极性电解电容器代替非极性电解电容器。
由于各种原因，电解电容器540(或用于实现分路电容的其它电容器)可能会发生故障。例如，由例如雷击引起的电压浪涌可能会损坏这些电容器540。此外，电解电容器可以具有在工厂测试期间可能未被识别但可能导致在现场电容器过早故障的制造缺陷。根据本发明的一些实施例的跳线线缆可以具有被设计为确保或至少增加以下可能性的电路系统：如果电容器540中的一个在使用期间发生故障，那么电容器540将在电源和接地导体432、433之间表现为开路。只要呈现这种开路，跳线线缆430-1就将继续像不包括分路电容单元500的普通跳线线缆一样进行执行。如果电容器540不能开路，那么跳线线缆430-1可能更容易受到dI/dt电压降的影响，但否则的话，跳线线缆430-1将继续操作并且电容器540的故障将不会导致一般的链路故障。
为了确保电容器540在其故障时将在电源和接地导体432、433之间呈现开路，可以提供熔丝电路550，以在电容器540发生故障的情况下产生开路。熔丝电路550可以在电容器540的内部，或者可以是在电容器540外部的分开的电路。在一些实施例中，熔丝电路550可以使用沿着电力供应导体和回路导体432、433之间的分路路径插入的熔丝552来实现。如果电容器540以导致电力供应导体和回路导体432、433之间的短路的方式发生故障，那么作为跨分路路径的增加的电流的结果，熔丝552将“烧断(blow)”(即，产生开路)。熔丝552可以被设计为响应于dI/dt电压降而传导将流过电容器540的相对小的电流，但是熔丝552将响应于在电容器540发生故障并在电力供应导体和回路导体432、433之间产生短路的情况下将通过的大得多的电流而烧断。熔丝电路550可以是在电容器540以在电力供应导体和回路导体432、433之间产生短路这样一种方式发生故障的情况下沿着分路电容路径产生开路的任何合适的电路。
图11C是图示分路电容单元500如何插入在电力供应导体和回路导体432、433之间的电路图。如图11C中所示，电容器540-1和540-2串联连接在电力供应导体432和回路导体433之间。熔丝电路550串联地位于电容器540-1和540-2之间。在其它实施例中，熔丝电路550可以位于例如电力供应导体和第一电容器540-1之间或者位于回路导体433和第二电容器540-2之间。
图12A和12B是根据本发明的进一步实施例的电容性负载的跳线线缆430-2和430-3的侧视图。如上面参考图10、11A和11B所讨论的，在一些实施例中，跳线线缆430-1的分路电容单元438可以被实现为沿着线缆段431插入的密封单元500。如图12A中示意性示出的，在其它实施例中，可以提供跳线线缆430-2，其中分路电容单元438可以在线缆护套434内实现，以消除对壳体510的需要。在这种实施例中，线缆护套434可以提供对分路电容单元438的环境保护。如图12B中示意性示出的，在还有进一步的实施例中，可以提供跳线线缆430-3，其中分路电容单元438可以在跳线线缆430-3的连接器435、436之一内实现，这再次消除了对分开的壳体510的需要。在这种实施例中，连接器435、436可以为分路电容单元438提供环境保护。在图12A和12B的跳线线缆430-2和430-3中，分路电容单元438可以具有图11C中所示的电路构造。
还将认识到的是，在还有进一步的实施例中，分路电容单元可以被实现为独立单元，其可以例如连接在接合外壳420和常规跳线线缆之间或者远程无线电头440和常规跳线线缆之间。作为示例，图13图示了如何可以以内联连接器模块600的形式提供独立的分路电容单元，该内联连接器模块600可以连接在常规跳线线缆430与或者接合外壳420或者远程无线电头440之间。如图13中所示，内联连接器模块600包括壳体610以及第一和第二连接器620、622。连接器620可以被配置为连接到常规跳线线缆430的连接器435、436中的一个，并且连接器622可以被配置为与连接器壳体420或远程无线电头440的连接器配对。电源和接地导体632、633可以在内联连接器模块600内提供，并且可以提供包括一个或多个电容器的分路电容单元640，并且该分路电容单元640可选地包括，沿着电源和接地导体632、633之间的分路路径串联连接的熔丝电路。电源和接地导体632、633以及分路电容单元640的电容器和熔丝电路可以相对于彼此电气布置，如图11C的电路图中所示。
如上面参考图9所讨论的，在一些实施例中，分路电容单元可以用在采用可编程电源的蜂窝基站中，其被用来通过将远程无线电头处的电力信号的电压维持在为每个远程无线电头指定的电力信号的最大值处或其附近来减小I*R电压降。将认识到的是，分路电容单元可以在干线线缆中、在跳线线缆中实现，或者使用如上述各种实施例中所讨论的独立单元实现。
如在上面提到的'897申请中详细讨论的，在一些实施例中，可编程电源可以被配置为测量、估计、计算或接收插入在电源和远程无线电头之间的电力布线连接(这个连接通常包括干线线缆和跳线线缆)的电阻。根据本发明的进一步实施例，分路电容单元可以被用来测量电力布线连接的阻抗。
特别地，图14是图示根据本发明的实施例的分路电容单元如何可以被用来促进测量电源和例如远程无线电头之间的电力线缆布线的电阻的示意性框图。如图14中所示，可以提供经电力布线连接750的电力供应导体和回路导体751、752向远程无线电头760输送DC电力的可编程电源700。电力布线连接750可以包括一根或多个线缆。例如，电力布线连接750可以包括串联连接在可编程电源700和远程无线电头760之间的干线线缆和跳线线缆的电力供应部分。如图14中所示，沿着与远程无线电头760相邻的电力布线连接750提供分路电容单元753。分路电容单元753可以例如在将干线线缆的电力供应导体和回路导体连接到远程无线电头760的跳线线缆中实现。
可编程电源700包括提供用来为远程无线电头760供电的DC电力信号的DC电力发生器710。可编程电源700还包括脉冲发生器720，其被配置为生成交变电流(“AC”)控制信号，该AC控制信号也可以被发送到电力布线连接750上。这个AC信号可以是例如100Hz至100kHz的电压脉冲。可以选择电压脉冲的频率，使得电压脉冲将通过分路电容单元753的电容器。电压脉冲的频率也可以被选择为低于由远程无线电头760发送的RF数据信号，以减少或最小化电压脉冲和RF数据信号之间的任何潜在干扰。
由于分路电容单元753将对于电压脉冲显示为短路，因此电压脉冲将不会传递到远程无线电头760，而是将代替地流过分路电容单元753并返回到可编程电源700。然后可以使用欧姆定律来基于在可编程电源700处接收的电压脉冲的电流/电压特性来确定电力线缆750的电阻。可编程电源700可以包括被用来测量回路电压脉冲的电压和/或电流电平的控制电路系统740，以及基于此计算电力布线连接750的电阻的控制逻辑730。
因此，在图14的实施例中，只要分路电容单元正常工作，它就可以被用作电压脉冲的旁路路径，以便允许可编程电源700测量电力线缆750的电阻并基于此动态地改变电源700的输出。而且，如果分路电容单元753中的电容器发生故障，那么在电源700处将不再接收电压脉冲，因为分路电容单元753将故障为开路。当发生这种情况时，电源700可以被配置为发出警报，使得可以替换分路电容单元。
已经参考附图描述了本发明，其中示出了本发明的某些实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式体现，并且不应当被解释为限于本文所绘出和描述的实施例；这些实施例的提供是为了使本公开彻底和完整，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。贯穿说明书和附图，相同的标号是指相同的元件。还将认识到的是，以上公开的实施例可以以任何方式和/或组合来组合，以提供许多附加的实施例。例如，本文所述的分路电容单元可以用在上述'897申请中公开的任何示例实施例中。
将理解的是，虽然这里使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应当受这些术语的限制。这些术语仅仅被用来将一个元素与另一个元素区分开。例如，在不背离本发明范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出的项的任何和所有组合。
除非另有定义，否则在本公开中使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在上面的描述中使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例而不意在作为本发明的限制。如在本公开内容中使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个”和“该”也意在包括复数形式。还将理解的是，当元件(例如，设备、电路等)被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到另一元件或者中间元件可能存在。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。
还将进一步理解，当在本文中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型实施例并且，虽然采用了特定术语，但是它们仅在一般和描述性意义上使用而不是为了限制，本发明的范围在以下权利要求中阐述。

Claims (19)

1.一种用于蜂窝基站的跳线线缆，包括：
线缆段，包括被封在线缆护套内且彼此电绝缘的电力供应导体和回路导体；
第一连接器，在所述线缆段的第一端上；
第二连接器，在所述线缆段的第二端上；
分路电容单元，连接在所述电力供应导体和所述回路导体之间，所述分路电容单元包括耦合在所述电力供应导体和所述回路导体之间的至少一个电容器。
2.如权利要求1所述的跳线线缆，还包括熔丝电路，所述熔丝电路与所述电力供应导体和所述回路导体之间的所述至少一个电容器串联耦合。
3.如权利要求2所述的跳线线缆，其中所述至少一个电容器是非极性电解电容器或至少两个极性电解电容器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的跳线线缆，其中分路电容单元包括壳体，所述壳体具有线缆段延伸穿过的第一孔和第二孔，并且其中所述至少一个电容器安装在所述壳体内。
5.如权利要求4所述的跳线线缆，其中所述壳体填充有环氧树脂，其中环氧树脂被配置为向所述至少一个电容器以及所述电力供应导体和所述回路导体提供环境保护。
6.如权利要求1至3中任一项所述的跳线线缆，其中分路电容单元被包括在所述第一连接器和所述第二连接器中的至少一个当中。
7.如权利要求1至3中任一项所述的跳线线缆，其中分路电容单元被封在线缆护套内。
8.如权利要求1至3中任一项所述的跳线线缆，其中所述至少一个电容器具有至少400微法的电容。
9.如权利要求1至3中任一项所述的跳线线缆，还包括所述护套内的至少一根光纤。
10.如权利要求1至4中任一项所述的跳线线缆，与远程无线电头组合，所述跳线线缆连接在所述远程无线电头和分接线外壳之间，其中分接线外壳端接沿天线塔上行的干线线缆。
11.一种操作蜂窝基站的方法，所述方法包括：
从电源输出直流(“DC”)电力信号，并将从电源输出的DC电力信号经串联连接的干线线缆和跳线线缆供给到远离所述电源安装的远程无线电头，所述跳线线缆包括电力供应导体、回路导体以及耦合在所述电力供应导体和所述回路导体之间的分路电容单元；以及
调节从电源输出的DC电力信号的电压电平，使得尽管从电源输出的DC电力信号的电流电平发生变化，输送到远程无线电头的DC电力信号仍具有基本恒定的电压。
12.如权利要求11所述的方法，其中电源包括可编程电源，所述方法还包括向所述电源输入信息，从所述信息可以确定从电源输出的DC电力信号的电压电平，所述电压电平将在电力线缆的第一端处提供具有基本恒定的电压的DC电力信号。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括测量从电源输出的DC电力信号的电流电平，其中由电源输出的DC电力信号的电压电平响应于测得的从电源输出的DC电力信号的电流电平的变化而被自动调节，以在电力线缆的第一端处提供具有基本恒定的电压的DC电力信号。
14.如权利要求13所述的方法，还包括通过经电源和分路电容单元之间的电力布线连接和通过分路电容单元发送交流信号来确定所述电力布线连接的电阻或阻抗。
15.如权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述基本恒定的电压包括超过远程无线电头的额定电力信号电压并且小于远程无线电头的最大电力信号电压的电压。
16.一种用于蜂窝基站的分路电容单元，包括：
壳体；
第一连接器，耦合到所述壳体，所述第一连接器包括第一电力供应导体和第一回路导体；
第二连接器，耦合到所述壳体，所述第二连接器包括电连接到所述第一电力供应导体的第二电力供应导体和电连接到所述第一回路导体的第二回路导体；
至少一个电容器，电耦合在所述第一电力供应导体和所述第一回路导体之间。
17.如权利要求16所述的分路电容单元，还包括与所述第一电力供应导体和所述第一回路导体之间的所述至少一个电容器串联耦合的熔丝电路。
18.如权利要求16或17所述的分路电容单元，其中所述至少一个电容器是非极性电解电容器或至少两个极性电解电容器。
19.如权利要求18所述的分路电容单元，其中所述至少一个电容器具有至少400微法的电容。
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